国家环保总局华东督察中心初步认定，由于江苏省宿迁地区将近两月未下雨，6月29日开始强降雨，最高达300立方每秒的流量，而新沂河上游长期库存的大量污水被强降雨携带迅速下泄，导致沭阳县取水口水质超标。污染事件发生后，华东督察中心迅速与江苏、山东两省相关地区进行排查。沭阳上游地区为大面积的农田灌溉区，初步分析，污染主要来自农业化肥、生活污水以及部分企业排放的污水，因此华东督察中心要求上游地区迅速采取措施，严格控制污染排放。截至目前，新沂河沭阳段氨氮仍然超标。